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NanoFrazor 3D納米結構高速直寫機

  • NanoFrazor 3D 納米結構高速直寫機

                       源自IBM最新研發成果



      NanoFrazor 納米 3D 結構直寫機的問世,源于發明 STM AFM IBM 蘇黎世研發中心,是其在納米加工技術的最新研究成果。 NanoFrazor 納米 3D 結構直寫機第一次將納米尺度下的 3D 結構直寫工藝快速化、穩定化。
    NanoFrazor 采用尖端直徑為 5nm 的探針,通過靜電力精確控制實現直寫 3D 高精度直寫,并通過懸臂一側的熱傳感器實現實時的形貌探測。相對于其他制備技術如電子束曝光 / 光刻技術 (EBL), 聚焦離子束刻蝕 (FIB) 有以下特點:
    ■ 3D納米直寫能力 高直寫精度 (XY: 最高可達10nm, Z: 1nm)  
    高速直寫 20 mm/s 與EBL媲美
    ■ 無需顯影,實時觀察直寫效果 形貌感知靈敏度0.1nm  
    樣品無需標記識別, 多結構套刻,對準精度 5nm
    ■ 無臨近效應
    高分辨,高密度納米結構
    ■ 無電子/離子損傷
    高性能二維材料器件
    ■ 區域熱加工和化學反應
    多元化納米結構改性
    ■ 大樣品臺
    100mm X 100mm


      新產品發布:NEW!!


      NanoFrazor Scholar --小面積直寫
     
     
    3D納米直寫能力
    高直寫精度 (XY: 最高可達30nm, Z: 1nm)  
    高速直寫 10 mm/s
     
    ■ 無需顯影,實時觀察直寫效果   形貌感知靈敏度0.1nm  
    樣品無需標記識別, 多結構套刻,對準精度 10 nm
    ■ 無臨近效應
    高分辨,高密度納米結構
    ■ 無電子/離子損傷
    高性能二維材料器件
    ■ 區域熱加工和化學反應
    多元化納米結構改性
    ■ 小樣品臺
    30mm X 30mm
     
      該技術自問世以來已經多次刷新了世界上最小 3D 立體結構的尺寸,創造了世界上最小的馬特洪峰模型,最小立體世界地圖,最小刊物封面等世界記錄。



    獨特的直寫與反饋流程
     
     

    PPA( 聚苯二醛 ) 直寫膠 涂敷在樣品表面。

    背熱式直寫探針 微區電阻式加熱針尖 。與針尖接近的 PPA 受熱瞬間分解,周圍部分由于 PPA 熱導率低而不受影響。

    熱針震動模式直寫 直寫時探針加熱,每次下針幅度受靜電力控制,垂直精度 1 nm ,從而寫出 3D 圖形。

    冷針接觸模式掃描 回程掃描時探針冷卻,由側壁的熱感應器探測樣品高度變化(精度0.1nm), 獲得樣品形貌。反饋數據修正下一行直寫。

    獨有的直寫針尖設計
     
    普通的AFM針尖無法滿足上述NanoFrazor直寫流程的需求,因此NanoFrazor所用針尖是由IBM專門研發設計的。該針尖具有兩個電阻加熱區域,針尖上方的加熱區域可以加熱到 1000 oC。 第二處加熱區域作為熱導率傳感器位于側臂處,其能感知針尖與樣品距離的變化,精度高達0.1 nm。因此在每行直寫進程結束后的回掃結構時,并不是通過針尖 起伏反饋形貌信息,而是通過熱導率傳感器感應形貌變化,從而實現了比AFM快1000余倍的掃描速度,同避免了針尖的快速磨損消耗。
     

    NanoFrazor 技術特點
     
     

    其他功能

    ● 納米顆粒有序定位排列

    ● 納米局部化學反應誘導

    ● 表面化學圖案、結構生成
    納米顆粒有序定位排列
    氧化石墨烯的定位還原

     

    圖形轉移

    通過NanoFrazor3D納米結構直寫機獲得的納米圖形結構,可以通過傳統成熟的工藝技術,如干法刻蝕,電鍍、 注射成型法等進行圖形轉移。

     
    應用領域      

    快速原型設計開發

    ● 衍射透鏡,全息圖

    ● 非球面微透鏡陣列

    ● 波導纖維、光子晶體

    ● MEMS/NEMS

    ● 表面等離子激元,超材料

    ● 納米磁學

    ● 納米電子器件

    ● 生物細胞研究

    ● 納米流體控制

            ● 反物質物理學

    微納結構

    防偽標識

    DFB 激光、

          ● A SICs 的關鍵部位加工

    模板加工

          ● 光掩模板

    納米壓印印章

          ● 注射成型模具

     

     

     
    幾種微加工技術對比
    1  Dip Pen NanoLithography浸蘸筆納米加工刻蝕
    2  Local Anodic Oxidation局部陽極氧化(基于AFM)
    3  Derect Laser Writing激光直寫技術(基于光刻膠)
    4  Focussed Ion Beam聚焦離子束刻蝕(Ga離子源)
    5  Electron Beam Induced Depositon電子束誘導沉積
    6  Electron Beam Lithograpy 電子束光刻
    7  NanoFrazor Explore
    優勢:適用于各種生物墨水
    優勢:直寫
    優勢:快速
    優勢:3D刻寫,適用各種材料
    優勢:高分辨率
    優勢:分辨率高,工藝成熟
    缺點:速度慢,分辨率低
    缺點:速度慢
    缺點:分辨率低
    缺點:速度慢,損傷樣品
    缺點:速度慢
    缺點:臨近效應,較復雜
       
    NanoFrazor 與傳統的微納加工設備如納米醮印,激光直寫,聚焦離子束刻蝕 FIB ,電子束誘導沉積,電子束光刻 EBL 等技術相比,具有高精度 3D 納米結構直寫,具備實時形貌探測的閉環刻寫技術以及無需標記拼接與套刻等獨特技術優勢。加上其性價比高,使用和維護成本低,易操作等特點,成為廣受關注的納米加工設備。

    NanoFrazor技術視頻介紹
    1、IBM Scientist Armin Knoll explains the technology: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM4NTcxMjUwOA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1
    2、NanoFrazor_ Markerless Overlay: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTYxNzIwNA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    3、 NanoFrazor_ Layout Preparation: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTYxMjAyMA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    4、NanoFrazor_ Getting Started & Automatic Configuration: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTYwNjY5Mg==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    5、NanoFrazor_ Closed Loop Lithography: http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTU3MzE4OA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
    6、IBM & SwissLitho Introduce Nanoscale Tech : http://v.youku.com/v_show/id_XMzM2NTU2MjUyNA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0

     
    國內外客戶
     

     
    已發表的文獻

    Wolf (JVST B 2015) Sub20nm Liftoff and Si Etch and InAs nanowire contacts

    Garcia ( Nat Nano 2014) Advanced scanning probe lithography

    Rawlings (IEEE Nano 2014) Nanometer accurate markerless pattern overlay using thermal Scanning Probe Lithography

    Holzner (SPIE EMLC 2013) Thermal Probe Nanolithography

    Cheong ( Nanoletters 2013) Thermal Probe Maskless Lithography for 27.5 nm Half-Pitch Si Technology

    Fei Ding (PhysRevB 2013) Vertical microcavities with high Q and strong lateral mode confinement

    Carrol (Langmuir 2013) Fabricating Nanoscale Chemical Gradients with ThermoChemical NanoLithography

    Paul (Nanotechnology 2012) Field stitching in thermal probe lithography by means of surface roughness correlation

    Kim ( Advance Mat 2011) Direct Fabrication of Arbitrary-Shaped Ferroelectric Nanostructures on Plastic, Glass, and Silicon Substrates

    Holzner (APL 2011) High density multi-level recording for archival data preservation

    Holzner ( Nanoletters 2011) Directed placement of gold nanorods using a removable template

    Paul (Nanotechnology 2011) Rapid turnaround scanning probe nanolithography

    Wang ( Adv Funct Mat 2010) Thermochemical Nanolithography of Multifunctional Nanotemplates for Assembling Nano-Objects

    Wei and King ( Science 2010)Nanoscale Tunable Reduction of Graphene Oxide for Graphene Electronics

    Pires ( Science 2010) Nanoscale 3DPatterning of Molecular Resists by Scanning Probes

    Knoll ( Adv Materials 2010) Probe-Based 3-D Nanolithography Using SAD Polymers

    Fenwick ( Nat Nano 2009) Thermochemical nanopatterning of organic semiconductors

    Lee ( Nanoletters 2009) Maskless Nanoscale Writing of Nanoparticle-Polymer Composites and Nanoparticle Assemblies using Thermal Nanoprobes

    Nelson (APL 2006) Direct deposition of continuous metal nanostructures by thermal dip-pe

     
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